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缩合反应指两个或多个有机化合物分子通过反应形成一个新的较大分子的反应,或同一个分子发生分子内的反应形成新分子都称为缩合反应。反应中,一般应脱去一些简单的小分子(水、醇等),也有一些为加成缩合,不脱去小分子。通过缩合反应,可建立新碳-碳键或碳-杂键。主要为形成新碳-碳键的缩合反应。本章重点:具有活性氢的化合物与羰基化合物(醛、酮、酯等)之间的缩合。4.1缩合反应机理缩合反应机理主要包括1.亲核加成-消除(亲核试剂对醛或酮的反应)2.亲核加成(活性亚甲基化合物对不饱和羰基化合物的加成反应)3.亲电取代(α-卤烷基化反应、α-羟烷基化反应、α-氨烷基化反应)4.环加成(【4+2】环加成)4.2α-羟烷基、卤烷基、氨烷基化反应4.2.1α-羟烷基化反应羰基α位碳原子的α-羟烷基化反应(aldol缩合)不饱和烃的α-羟烷基化反应(Prins反应)芳醛的α-羟烷基化反应(安息香缩合)羰基α位碳原子的α-羟烷基化反应(aldol缩合)含有α-活性H的醛、酮在碱或酸的催化下发生自身缩合,或与另一分子的醛或酮发生缩合,生成β-羟基醛或β-羟基酮,称为α-羟烷基化反应。这类化合物不稳定,易发生消除脱水生成α、β-不饱和醛或酮,称为醛醇缩合(aldol缩合)RH2CCCCRRROHOHCCCR'RORH2CRCH2CR'OOHH''-H2OR'2或α-羟烷基化反应β-羟基酮α、β-不饱和酮羰基α-羟烷基化反应包括:含有α-活性H的醛、酮自身缩合;芳醛与含有α-活性H的醛、酮之间的缩合;不同醛、酮分子之间的缩合(定向醛醇缩合);甲醛与含有α-活性H的醛、酮之间的缩合;分子内的醛醇缩合和Robinson环化反应。含有α-活性H的醛、酮自身缩合RCH2CR'+RCHCR'OHOOH或HRCH2CR'CCR'RHOHOδδ-H2ORCH2CR'CCR'ROR'=H,R,Ar反应中可为酸或碱催化。碱催化机理(亲核加成-消除反应)在碱催化剂作用下,醛、酮的α-活性H首先形成烯醇负离子,很快与另一分子醛、酮的羰基发生亲核加成,进一步发生消除反应得到产物。常用的碱:无机碱:NaOH,Na2CO3有机碱:EtONa,NaHRCH2CR'O+BRCHCR'ORCHCR'O+BHδRCHCR'ORCH2CR'O+RCH2CR'CCR'RHOOδRCH2CR'CCR'RHOO+BHRCH2CR'CCR'RHOHO+B不稳定RCH2CR'CCR'RHOHO+BCCCOR'RRCH2R'+BH+OH前三步都为平衡反应,最后一步碱催化的脱水反应是反应能够进行的关键步骤。若反应温度较高或催化剂碱性较强,有利于消除脱水得α、β-不饱和醛。如:正丁醛自身缩合对于具有α-活性H的酮在碱中的自身缩合,其反应活性较醛低,自身缩合的速度较慢。2CH3CH2CH2CHONaOHNaOH2580CH3CH2CH2CHCHCHOHOC2H5αββ-羟基醛CH3CH2CH2CHCCHOC2H5℃℃α、β-不饱和醛酸催化机理:在酸催化下,醛、酮分子中的羰基质子化形成碳正离子,并可转化为烯醇式。酮的烯醇式与碳正离子发生亲核加成,然后脱水得到不饱和酮。常用酸催化剂有:硫酸、盐酸、苯磺酸、阳离子交换树脂等。RCH2CR'O+HARCH2CR'OHRCH2CR'OH+ARCH2CR'CCR'RHOHOHRCH2CR'CCR'RHOHO+HCCCOR'RRCH2R'RCH2CR'OHRCHCR'OH+HδRCH2CR'OHRCH